Modelagem dinÃmica e controle de turbinas a gÃs.

AUTOR(ES)

Carrera, Ricardo Ariane Silva

DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Neste trabalho discute-se o problema de modelagem dinÃmica nÃo-linear e o controle de turbinas a gÃs. O processo de modelagem leva em consideraÃÃo as peculiaridades dos componentes bÃsicos deste tipo de motor: compressor, cÃmara de combustÃo e turbina. Cada subsistema à estudado e depois integrado para compor um modelo nÃo-linear de uma turbina a gÃs. O objetivo do sistema de controle projetado à regular a rotaÃÃo do eixo, apÃs solicitaÃÃo de carga ao sistema, respeitando limites de esforÃo de controle e temperatura de operaÃÃo da turbina. O modelo do compressor à baseado no trabalho de Gravdahl e Egeland e, basicamente, refere-se ao modelo de Moore-Greitzer para sistemas de compressÃo axiais, considerando a dinÃmica de eixo nas equaÃÃes. O modelo termodinÃmico de cÃmara de combustÃo incorpora as equaÃÃes de balanÃo de energia e de massa, utilizando o metano (CH4) como combustÃvel. O modelo de turbina representa apenas a transformaÃÃo da temperatura e vazÃo mÃssica do fluido de trabalho, em potÃncia transmitida ao eixo. A funÃÃo do controlador à regular a velocidade de rotaÃÃo, sujeita a uma perturbaÃÃo de carga, e, simultaneamente, respeitar a capacidade dos atuadores e os limites fÃsicos construtivos do motor, evitando danos permanentes. Para isto sÃo avaliadas diferentes estratÃgias de controle. A primeira diz respeito à injeÃÃo de combustÃvel na cÃmara de combustÃo como variÃvel de controle, a segunda usa injeÃÃo de ar com temperatura controlada e a terceira discute o problema multivariÃvel e incorpora, à injeÃÃo de combustÃvel, o controle do IGV (inlet guide vanes) que se refere à variaÃÃo de geometria do compressor permitindo, assim, melhor regulaÃÃo. Os parÃmetros do controlador, para tanto, sÃo ajustados por meio de tÃcnicas de otimizaÃÃo nÃo lineares (Nelder-Mead). Para permitir que modificaÃÃes de parÃmetros, estrutura de simulaÃÃo e tÃcnicas de integraÃÃo sejam feitas de forma mais rÃpida e intuitiva, a estrutura modular à implementada em ambiente MATLAB/SIMULINKÂ.

ASSUNTO(S)

turbinas a gÃs sistemas dinÃmicos modelagem (processos) controle automÃtico simulaÃÃo computadorizada modelos matemÃticos sistemas nÃo-lineares

Documentos Relacionados

• Modelagem, simulação e controle de turbinas a gás.
• "Modelagem e simulaÃÃo dinÃmica de um combustor de gÃs natural em leito fluidizado"
• Desenvolvimento integrado CAD/CAM de componentes para turbinas a gÃs.
• TransitÃrio nÃo-adiabÃtico de turbinas a gÃs.
• Modelagem dinÃmica para controle de uma serra automÃtica utilizada em cirurgias ortopÃdicas.